DD158014A1

DD158014A1 - DEVICE FOR REMOVING GAS-FORMED COMPONENTS FROM POLYMERIC MATERIALS

Info

Publication number: DD158014A1
Application number: DD22898481A
Authority: DD
Inventors: Christian Koehler; Bernd Schwarz
Original assignee: Plast Elastverarb Ingbetrieb
Priority date: 1981-04-07
Filing date: 1981-04-07
Publication date: 1982-12-22

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entfernen gasfoermiger Bestandteile wie Feuchtigkeit, die unter Temperatureinfluss gasfoermig werden aus polymeren Werkstoffen. Das Ziel der Erfindung ist es, einen guten Entgasungseffekt verbunden mit hoher Ausstossleistung zu erzielen, wobei beide Groessen durch die Konstruktion des Sperrteiles beeinflussbar sind. Die Aufgabe besteht darin, den guten Entgasungseffekt und die hohe Ausstossleistung durch zwei Spalte moeglichst grossen Umfangs im Sperrbereich einer ein- oder mehrgaengigen Extruderschnecke zu erzielen, ohne den Schneckendurchmesser in diesem Bereich zu vergroessern. Dazu ist zwischen Einzugs- und Austragsbereich ein Sperrsystem angeordnet, das aus einem Sperrsegment mit foerderwirksamen Stegen, eingesetzt zwischen die Schneckensegmente, und einem entgegenstehenden, in Zylinder und Buchse arretiertem Sperring besteht. Zwischen beiden Elementen befinden sich zwei ringfoermig, stufenlos einstellbare Spalte.The invention relates to a device for removing gaseous constituents, such as moisture, which become gaseous under the influence of temperature from polymeric materials. The aim of the invention is to achieve a good degassing effect associated with high output, both sizes can be influenced by the construction of the locking member. The task is to achieve the good degassing effect and the high ejection output by two gaps as large as possible in the restricted area of a single or multiple extruder screw, without increasing the screw diameter in this area. For this purpose, a locking system is arranged between the intake and discharge, consisting of a blocking segment with promoting effective webs, inserted between the screw segments, and an opposite, locked in cylinder and socket locking ring. Between both elements there are two ring-shaped, infinitely adjustable gaps.

Description

DrΌ' Köhler, Christian Halle, den 11'.3«81DrΌ 'Köhler, Christian Halle, the 11'.3 "81

Schwarz", BerndBlack ", Bernd

-1--1-

Titel der Erfindung:Title of the invention:

Vorrichtung zum Entfernen gasförmiger Bestandteile aus poly-(5) meren WerkstoffenDevice for removing gaseous constituents from poly (5) meren materials

Anwendungsgebiet der Erfindung:Field of application of the invention:

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entfernen gasförmiger Bestandteile wie Lufteinschlusse oder gelöste Monomere und flüssige Bestandteile wie Feuchtigkeit, die unter Tempera-(10) tureinfluß gasförmig werden, aus polymeren Werkstoffen, vorzugsweise Kautschukmischungen bei der Verarbeitung auf Einschneckenextrudern«The invention relates to a device for removing gaseous constituents, such as air inclusions or dissolved monomers, and liquid constituents, such as moisture, which become gaseous under the influence of (10) tureinfluid from polymeric materials, preferably rubber mixtures, when processed on single-screw extruders.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:Characteristic of the known technical solutions:

.Es sind bereits Entgasungssysteme bekannt, die auf verschie-(15) denste Art und Weise die in plastizierten polymeren Werkstoffen enthaltenen gasförmigen Bestandteile absaugen» So ist gemäß der AS 15 29 994 bekannt, daß in einen von Schnekkenstegen freigedrehten Abschnitt der Schnecke eine geteilte, im Zylinder befestigte Lochscheibe eingesetzt werden kann« Die (20) Lochscheibe bewirkt eine Stauung des polymeren Werkstoffes und nach dem Hindurchströmen eine Vergrößerung der Oberfläche',, Die unmittelbar hinter dieser Lochscheibe vorbeigleitenden Schnekkenstege wirken als Messer, die die durch die Bohrungen durchtretenden Massestränge abschneiden«,' Bei dieser Erfindung ist (25) die Schichtdicke im Sperrbereich·nur durch Auswechseln der Lochscheibe an die spezifischen Bedingungen anpaßbarV Die Montage und Demontage der S_chnecke ist mit großem .Aufwand verbunden©Degassing systems are already known which extract the gaseous constituents contained in plasticized polymeric materials in various ways. For example, it is known according to AS 15 29 994 that a section of the screw which has been freed from wedge webs has a split, Perforated disk mounted in the cylinder can be used «The (20) perforated disk causes a stowage of the polymer material and after passing through an enlargement of the surface 'The wedge webs sliding past behind this perforated disk act as blades which cut off the mass strands passing through the holes''in this invention is (25) the layer thickness in the stopband · only by replacing the perforated disc to the specific conditions anpaßbarV the assembly and disassembly of the S _c hnecke is connected with a large .Aufwand ©

Weiterhin ist eine Lösung der französischen PatentschriftFurthermore, a solution of the French patent specification

SO) 13 61 831 bekannt, bei der ein feststehender Stauring in die Zylinderbuchse eingesetzt v/erden kannV Zwischen dem Stauring und einem von den Schneckenstegen freigedrehten Schneckenabschnitt, dem sich ein Schneckenbereich größerer Gangtiefe anschließt, bildet sich ein Spalt, durch den der polymere Werk-SO), in which a stationary retaining ring can be inserted into the cylinder bushing. Between the retaining ring and a screw section which has been freed from the screw flights and is adjoined by a screw section of greater flight depth, a gap is formed through which the polymer works.

$5) stoff hindurchtritt'e Der Spalt ist durch Verschieben der Schnecke einstellbar« nachteilig wirkt sich hierbei aus, daß die Ausstoßleistung relativ niedrig und die durch den Spalt ausgeformte Materialoberfläche relativ klein ist, da der polymere Werkstoff nur durch den einen ringförmigen Spalt tretenThe gap can be adjusted by shifting the screw. The disadvantage here is that the discharge capacity is relatively low and the material surface formed by the gap is relatively small, since the polymeric material only passes through the one annular gap

[O) kann, dessen Durchmesser kleiner als der des Schneckenaußendurchmessers ist", . [O] whose diameter is smaller than that of the outer diameter of the screw ",.

Außerdem ist eine Lösung nach WP 101606 bekannt, bei der der Schneckendurchmesser in ein konisches Sperrstück größeren Durchmessers übergeht, woran sich dann ein Schneckenteil mitIn addition, a solution according to WP 101606 is known in which the screw diameter merges into a conical locking piece of larger diameter, then what then a screw part with

15) dem Durchmesser des Sperrstückes anschließt. Nach der Entga-· sungsöffnung wird der Schneckendurchmesser konisch auf sein ursprüngliches Maß zurückgeführte Über eine verschiebbare Beschickungsbuchse, an die sich ein kelchförmiger Ring anschließt, ist der Spalt zum Sperrstück einstellbar. Mit Hilfe dieser Vor- 15) connects to the diameter of the locking piece. After the degassing opening, the screw diameter is conically returned to its original dimension via a displaceable charging bush, followed by a cup-shaped ring, the gap is adjustable to the locking piece. With the help of this

>0) richtung wird zwar eine große Oberfläche ausgebildet, aber die Schnecke kann nur unter großem Aufwand montiert und demontiert v/erden« ·> 0) Although a large surface is formed, the screw can only be assembled and disassembled at great expense «·

Ziel der Erfindung:Object of the invention:

Ziel der Erfindung ist es, bei der Verarbeitung polymerer Yferk- 55) stoffe, vorzugsweise Kautschukmischungen, einen guten Entga- ~ sungseffekt verbunden mit einer hohen Ausstoßleistung zu erzielen, wobei beide Größen während des Extrusionsvorganges durch die Konstruktion des Sperrteiles beeinflußbar sind und die erforderlichen Montagearbeiten unkompliziert sind"·The aim of the invention is, in the processing of polymeric Yferk- 55) substances, preferably rubber mixtures, to achieve a good Entga- seßseffekt connected with a high output, both sizes can be influenced during the extrusion process by the construction of the locking member and the required assembly work uncomplicated "·

60) Darlegung des Wesens der Erfindung:60) Presentation of the essence of the invention:

Die Aufgabe der Erfindung ist es,-den hohen Entgasungseffekt und die hohe Ausstoßleistung durch zwei Spalte möglichst großen Umfangs im Sperrbereich einer ein- oder mehrgängigen Extruderschnecke zu erzielen, ohne den Schneckendurchmesser .in diesemThe object of the invention is to achieve the high degassing effect and the high output through two gaps as large a circumference in the restricted area of a single or multi-start extruder screw, without the screw diameter .in this

(65.) Bereich zu vergrößern',,(65.) Enlarge area ',,

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in der Extruderschnecke, die als Segmentschnecke ausgebildet ist, zwischen Einzugs- und Austragbereich ein Sperrsystem angeordnet ist*' Dieses Sperrsystem besteht aus einem Sperrsegment mit för-The object of the invention is achieved in that in the extruder screw, which is designed as a segment worm, between the intake and discharge a locking system is arranged * 'This locking system consists of a blocking segment with för-

(70) derwirksamen Stegen, das zwischen die Schneckensegmente eingesetzt ist und einem entgegenstehenden, in Zylinder und Buchse durch Haltebolzen mit exzentrischen Zapfen arretiertem Sperr-, ring· Zwischen diesen beiden Elementen befinden sich zwei ringförmig, stufenlos einstellbare Spalte,(70) the effective webs, which is inserted between the screw segments and an opposing, locked in cylinder and socket by retaining bolts with eccentric pin locking ring, between these two elements are two annular, infinitely adjustable column,

(75) Das Schneckensegment im Einzugsbereich hat eine relativ kleine Gangtiefe und Gangsteigung und im Austragbereich eine relativ große Gangtiefe und Gangsteigung, wobei der Schneekendurchmesser über die gesamte förderwirksame Länge der Schnecke konstant bleibt'· Der polymere Werkstoff wird durch die Schnecke eingezo-(75) The auger segment in the catchment area has a relatively small pitch and pitch, and in the discharge area a relatively large pitch and pitch, with the snow diameter remaining constant over the entire effective length of the auger. The polymeric material is retracted by the auger.

(80) gen, dabei durchgeknetet, erwärmt und in den Schneckengängen' komprimierte Danach v/ird die Mischung über das Sperrsegment und den Sperring gedrückt'. Das Sperrsegment erfaßt den austretenden polymeren Werkstoff mit den Stegen und preßt ihn durch die, je nach Werkstoffqualität eingestellten, ringförmigen Spalte,' Die(80), while kneaded, heated and compressed in the screw threads. The mixture is then pressed over the blocking segment and the locking ring. The blocking segment detects the exiting polymer material with the webs and presses it through the, depending on the material quality set, annular column, 'The

(85) Förderung wird durch die schrägen Rillen der Stege beeinflußt und erhöhte Die Veränderung der Spaltweite erfolgt mit Hilfe eines Antriebes über die Haltebolzen mit den exzentrischen Zapfen stufenlos, über die Zapfen diskret oder durch eine Verschiebung der Achse, Die äußere Schicht des Werkstoffes wird(85) Promotion is influenced and increased by the oblique grooves of the webs The change in the gap width is made by means of a drive via the retaining bolts with the eccentric pin stepless, discretely on the pins or by a displacement of the axis, the outer layer of the material

(90) beim Austritt aus dem Sperrsystem von der speziellen Lagerung der Haltebolzen, und die innere Schicht durch die förderwirksamen Stege des Sperrsegmentes zerrissen und weitergefordert'i," Wach dem Austritt aus den Spalten hat der Werkstoff eine große Oberfläche, und durch die schlagartige Druckentlastung werden(90) upon exiting the locking system from the special bearing of the retaining bolts, and the inner layer through the effective webs of the barrier segment torn and weiter'fordernge'i, "Wach the exit from the columns, the material has a large surface, and by the sudden pressure relief become

(95) die flüchtigen Bestandteile frei und können durch das Vakuum abgesaugt werden»(95) free the volatiles and can be sucked off by the vacuum »

Die vorliegende erfindungsgemäße Lösung hat gegenüber vergleich- baren anderen Lösungen den Vorteil,.daß durch die Bildung zweier Ringspalte einerseits eine wesentlich größere Oberfläche als bei (100) anderen vergleichbaren Konstruktionen gebildet wird, andererseits auch 'eine größere Durchsatzleistung erreicht wird'· Eine hohe Durchsatzleistung wird ebenfalls durch in der Sperrzone förderwirksam ausgebildete Elemente garantiert'· Außerdem ist ein .einfacher Ein- und Ausbau der Schnecke möglich·'The present inventive solution has the advantage over comparable other solutions that, by forming two annular gaps, on the one hand, a substantially larger surface is formed than in (100) other comparable constructions, and on the other hand 'a greater throughput is achieved' is also guaranteed by elements designed to be effective in the restricted zone '· In addition, a simple installation and removal of the screw is possible ·'

05) nachdem die Zapfen der Haltebolzen aus dem Sperring herausgezogen sind, kann die Schnecke einschließlich Sperring aus der Buchse¹ herausgezogen werden« Die Montage erfolgt analoge Ein -weiterer Vorteil ist die Anpaßbärkeit der Menge der in den Schneckengängen geförderten polymeren Werkstoffe an den Gegen-05) after the pins of the retaining bolts have been pulled out of the locking ring, the worm including the locking ring can be pulled out of the bushing ^1. The assembly takes place analogously. A further advantage is the suitability of the quantity of polymer materials conveyed in the worm threads to the counterpart.

10) druck des Werkzeuges·''10) pressure of the tool · "

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen aeigen:The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawings indicate:

15) Hg· 1i Einschneckenentruder im Längsschnitt und im Ausschnitt15) Hg · 1i Single-screw rudder in longitudinal section and cut-out

schematisch Pig·" 2: Querschnitt A-A von Fig, 1schematically Pig. FIG. 2: Cross-section A-A of FIG. 1

Die Kautschukmischung wird in der Beschickungsöffnung 1 von einer zweigängigen Extruderschnecke.2 eingezogen» Dieser Vor-The rubber mixture is drawn in the feed opening 1 by a double-flighted extruder screw.

50) gang ist mit einem Durchkneten und damit Erwärmen der Kautschukmischungen verbunden. Gleichzeitig erfolgt eine Komprimierung in den Schneckengängen und die Mischung wird über ein in die Schnecke 2 eingesetztes Sperrsegment 3 gegen einen feststehenden Sperring 4 gedrückt.50) gear is connected with a kneading and thus heating the rubber mixtures. At the same time, compression takes place in the screw flights and the mixture is pressed against a stationary locking ring 4 via a blocking segment 3 inserted into the screw 2.

15) Die Schneckengeometrie vor und hinter der Sperrzone unterscheidet sich dadurch, daß zwischen Einzugsbereich und Sperrzone die Schnecke 2 eine geringere theoretische Förderleistung aufweist .als zwischen Sperrzone und Schneckenspitze. Das Sperrsegment 3 erfaßt die aus den Schneckengängen austretende Kautschukmischung 15) The screw geometry in front of and behind the restricted zone differs in that, between the intake zone and the restricted zone, the screw 2 has a lower theoretical delivery rate than between the restricted zone and the screw tip. The blocking segment 3 detects the exiting from the screw flights rubber compound

50) mit Stegen 5, die unter einem förderwirksamen Winkel zur Schnekkenachse stehen'.' Zwischen dem rotierenden Sperrsegment 3 und dem Sperring 4 sind zwei dünne ringförmig, stufenlos einstellbare Spalte 6, durch die die Mischung gepreßt wird'» Die zwei ringförmigen Spalte 6.sind durch schräge Rillen 7 förderwirksam50) with webs 5, which are at an effective conveying angle to Schnekkenachse '.' Between the rotating locking segment 3 and the locking ring 4 are two thin annular, infinitely adjustable column 6, through which the mixture is pressed '' The two annular gaps 6. Are supported by oblique grooves 7

S5) ausgebildet. Die Veränderung der Schichtdicke erfolgt je nach Einsatzprodukt, indem die Haltebolzen 9 mit den exzentrischen Zapfen 8, die zur Halterung des Sperringes 4 dienen, durch einen Antrieb 10 in ihrem Winkel einstellbar sind'. Die Schneckengänge unmittelbar hinter der Sperrzone sind relativS5) is formed. The change in the layer thickness is carried out depending on the starting product, by the retaining bolts 9 with the eccentric pin 8, which serve to hold the locking ring 4, are adjustable by a drive 10 in its angle '. The flights immediately behind the restricted zone are relative

0) tief geschnitten, so daß die in diesen Raum gelangende Mischung, durch das in diesem Bereich anliegende Vakuum über den Entga-0), so that the mixture entering this space, through the vacuum applied in this area, is discharged via the degassing device.

sungsschacht 11 entgast werden kann«manhole 11 can be degassed «

Die aus den "beiden Spalten 6 mit einer großen Oberfläche austretende Mischung unterliegt einer schlagartigen DrUckent-The mixture emerging from the "two columns 6 with a large surface is subject to a sudden pressure

145) lastung und die an der Oberfläche befindlichen oder dahin durchgebrochenen flüchtigen Bestandteile werden durch das Vakuum abgesaugt» Die äußere Schicht der Mischung wird von der spitz ausgeführten Lagerung 12 des Haltebolzens 9 zerrissen und durch die nachdrängende Masse weitergedrückt bzw. durch die145) and the volatiles on the surface or broken through are sucked off by the vacuum. The outer layer of the mixture is torn by the pointed bearing 12 of the retaining bolt 9 and pushed further by the urging mass

150) vorangegangene Masse abgezogen. Die innere Schicht wird durch fb'rderwirksame Stege 13» die bis auf die von Schneckenstegen freigedrehten Schnecke ragen, ebenfalls zerrissen und weitergeförderte' Die Gangtiefe des tiefgeschnittenen Schneckenbereiches in der150) deducted previous mass. The inner layer is supported by deflecting webs 13 "which extend up to the screw which has been released by screw flights, likewise torn and conveyed further" The flight depth of the deep - cut screw section in the

155) Entgasungszone nimmt wieder auf einen konstanten Betrag ab und wirkt bis zur Schneckenspitze weiterhin als Fö'rderschnekke mit Druckaufbau',155) degassing zone decreases again to a constant amount and continues to act as a screw conveyor with pressure build-up up to the screw tip,

Claims

~ <J u invention claims

1 »'Device for removing gaseous constituents from polymeric materials, by an extruder screw, which is designed as a segment screw, characterized in that between the screw segments of the intake and discharge a locking system is arranged, consisting of a locking segment (3) with promoting effective webs ( 5) which is inserted in the worm (2) "and an opposing locking ring (4) locked in cylinder and socket by retaining bolts (9) with eccentric pins (8).

2'o device according to item 1, characterized in that between the locking segment (3) and locking ring (4) has two annular, continuously adjustable column (6), provided with oblique grooves (7) and the storage of the retaining bolts (9). , pointed outwards

3 "· device according to item 1, characterized in that the gap width between locking segment (3) and locking ring (4) via the retaining bolts (9) with the eccentric pin (8) by a drive (-10) continuously, via the pins ( 8) discretely or by displacement of the screw (2) is adjustable '.

For this ... i <L .. $ eiten drawings